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LA HISTORIA DEL VIENTO EN LAS CIUDADES CARLOS BUSTAMANTE OLEART Doctor Arquitecto Este documento contiene el capítulo dos de la tesis “La ciudad y el viento; La morfología urbana y su relación con el uso estancial del espacio público abierto en territorios con vientos fuertes y climas fríos. El caso de la ciudad de Punta Arenas, Región de Magallanes, Chile.”, dirigida por la profesora Ester Higueras García de la Universidad Politécnica de Madrid. La tesis fue leída por su autor el 1 de febrero del 2016 en la Universidad Politécnica de Madrid con calificación de sobresaliente. Septiembre / Octubre 2020 132 2 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 Directores: José Fariña Tojo - Ester Higueras García Editora: María Cristina García González Consejo de Redacción: Directora: María Emilia Román López Comisión ejecutiva: Agustín Hernández Aja, José Antonio Corraliza Rodríguez, María Cristina García González, María Emilia Román López, Eva Álvarez de Andrés. Vocales: Isabel Aguirre de Urcola (Escola Galega da Paisaxe Juana de Vega, A Coruña), Pilar Chías Navarro (Univ. Alcalá de Henares, Madrid), José Antonio Corraliza Rodríguez (Univ. Autónoma de Madrid), Alberto Cuchí Burgos (Univ. Politécnica de Cataluña), José Fariña Tojo (Univ. Politécnica de Madrid), Agustín Hernández Aja (Univ. Politécnica de Madrid), Francisco Lamíquiz Daudén (Univ. Politécnica de Madrid), María Asunción Leboreiro Amaro (Univ. Politécnica de Madrid), Rafael Mata Olmo (Univ. Autónoma de Madrid), Luis Andrés Orive (Centro de Estudios Ambientales, Vitoria-Gasteiz), Javier Ruiz Sánchez (Univ. Politécnica de Madrid), Carlos Manuel Valdés (Univ. Carlos III de Madrid) Consejo Asesor: José Manuel Atienza Riera (Vicerrector de Estrategia Académica e Internacionalización, Univ. Politécnica de Madrid), Manuel Blanco Lage (Director de la Escuela Superior de Arquitectura, Univ. Politécnica de Madrid), José Miguel Fernández Güell (Director del Departamento de Urbanística y Ordenación del Territorio, Univ. Politécnica de Madrid), Antonio Elizalde Hevia, Julio García Lanza, Josefina Gómez de Mendoza, José Manuel Naredo, Julián Salas Serrano, Fernando de Terán Troyano, María Ángeles Querol. Comité Científico: Antonio Acierno (Univ. Federico II di Napoli, Nápoles, ITALIA), Miguel Ángel Barreto (Univ. Nacional del Nordeste, Resistencia, ARGENTINA), José Luis Carrillo (Univ. Veracruzana, Xalapa, MÉXICO), Luz Alicia Cárdenas Jirón (Univ. de Chile, Santiago de Chile, CHILE), Marta Casares (Univ. Nacional de Tucumán, Tucumán, ARGENTINA), María Castrillo (Univ. de Valladolid, ESPAÑA), Dania Chavarría (Univ. de Costa Rica, COSTA RICA), Mercedes Ferrer (Univ. del Zulia, Maracaibo, VENEZUELA), Fernando Gaja (Univ. Politécnica de Valencia, ESPAÑA), Alberto Gurovich (Univ. de Chile, Santiago de Chile, CHILE), Josué Llanque (Univ. Nacional de S. 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Veracruzana, Xalapa, MÉXICO), Ana Zazo (Univ. del Bio-Bio, Concepción, CHILE) Realización y maquetación: Maquetación: ciur.urbanismo.arquitectura@upm.es © COPYRIGHT 2020 CARLOS BUSTAMANTE OLEART Fecha de recepción: 01/09/2020 Fecha de aceptación: 31/10/2020 I.S.S.N. (edición digital): 2174-5099 DOI: 10.20868/ciur.2020.132.4510 Depósito Legal: M-41356-2011 Año XII, Núm. 132, septiembre-octubre 2020, 63 págs. Edita: Instituto Juan de Herrera La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 3 La historia del viento en las ciudades The history of the wind in the cities DOI: 10.20868/ciur.2020.132.4510 DESCRIPTORES: Urbanismo / ciudad / viento / morfología/ confort térmico KEY WORDS: Urbanism / city / wind / morphology/ thermal comfort RESUMEN: La relación entre el viento y las ciudades se desarrolla a lo largo de la historia de manera accidentada, discontinua y en varias disciplinas. En sus orígenes, el conocimiento del viento era más de carácter intuitivo y se basaba en la observación de sus manifestaciones visibles, ya sea en la lluvia, los remolinos o los elementos que arrastra. Estas observaciones permitieron, en diversa épocas, generar ciertos criterios para diseñar ciudades con principios eólicos genéricos. Con el paso del tiempo, los avances científicos y las nuevas tecnologías, fue posible ir avanzado en el conocimiento del viento. Así, diversas disciplinas como la geografía, la meteorología, la arquitectura y el urbanismo avanzaron por caminos separados, cada una buscando sus propios objetivos en relación al viento. A medida que nos acercamos al siglo XX empiezan a aparecer ramas de estas mismas disciplinas, como la climatología o la bioclimatología, sumándose también nuevas áreas del conocimiento como la ingeniería aeroespacial, la que se desprende la ingeniería aerodinámica para cuerpos romos no fuselados y cuerpos estáticos como los edificios, los puentes, etc. Todas estas ramas del conocimiento desarrollan caminos paralelos, pero al final del siglo XX y comienzos del XXI se empiezan a mezclar, compartiendo sus propios descubrimientos. Hoy, la necesidad de reunir estos conocimientos se torna fundamental para lograr un avance interdisciplinario que permita comprender la importancia del viento para la planificación urbana en un mundo que necesita cada vez más conciencia ambiental. 4 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 ABSTRACT: The relationship between the wind and the cities has developed throughout history in an uneven, discontinuous way and in various disciplines. In its origins, the knowledge of the wind was more intuitive in nature and was based on the observation of its visible manifestations, whether in the rain, the eddies or the elements that it drags. These observations allowed, at different times, to generate certain criteria to design cities with generic wind principles. With the passage of time, scientific advances and new technologies, it was possible to advance in the knowledge of the wind. Thus, various disciplines such as geography, meteorology, architecture and urban planning advanced in their separate ways, each seeking its own objectives in relation to the wind. As we approach the 20th century, branches of these same disciplines begin to appear, such as climatology or bioclimatology, also adding new areas of knowledge such as aerospace engineering, which is derived from aerodynamic engineering for non-fuselated blunt bodies and static bodies. like buildings, bridges, etc. All these branches of knowledge develop parallel paths, but at the end of the 20th century and the beginning of the 21st they begin to mix, sharing their own discoveries. Today, the need to gather this knowledge becomes fundamental to achieve an interdisciplinary advance that allows understanding the importance of the wind for urban planning in a world that increasingly needs environmental awareness. * Carlos Bustamante Oleart es Doctor en Periferias, Sostenibilidad y Vitalidad Urbana por la UPM – ETSAM, Magister en Diseño Urbano por la UPC- ETSAB y arquitecto de la Universidad Finis Terrae. Actualmente es académico de la de la Universidad Finis Terrae, Facultadde Arquitectura y Diseño de la Escuela de Arquitectura , Santiago, Chile, y de la Universidad Tecnológica Metropolitana, Escuela de Arquitectura, Santiago, Chile. cbustamante.o@gmail.com CONSULTA DE NÚMEROS ANTERIORES/ACCESS TO PREVIOUS WORKS: La presente publicación se puede consultar en color en formato pdf en la dirección: This document is available in pdf format and full colour in the following web page: https://duyot.aq.upm.es/publicaciones La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 5 INDICE 1 INTRODUCCION ...................................................................................... 7 1.1 La importancia del viento en las ciudades ............................................... 9 1.2 La dificultad de estudiar el viento al interior de la ciudad .........................10 2 EL CONOCIMIENTO DEL VIENTO EN LAS CIUDADES .................................... 12 2.1 Las primeras civilizaciones..................................................................13 2.2 Las Leyes de Indias (1573) ................................................................13 2.3 Higenismo: La edad moderna (1844) ...................................................14 2.4 Plan Cerdà (1860) .............................................................................16 2.5 El plan Castro (1860) ........................................................................19 2.6 Ciudad jardín (1900) .........................................................................23 2.7 Le Corbusier y el CIAM (1933) ............................................................25 2.8 Climatología urbana (1930) ................................................................27 2.9 Los teóricos de las ciudades (1960) .....................................................29 2.10 Modelos de confort (1963) .................................................................30 2.11 La micro escala urbana ......................................................................33 2.12 Estudio de las ciudades frías ...............................................................37 3 CONOCIMIENTO DEL VIENTO DESDE LOS PERSONAJES E INVESTIGADORES..38 3.1 Aristóteles (370 a. C.) .......................................................................38 3.2 Vitruvio (siglo I a. C.) ........................................................................39 2.3 Leonardo da Vinci (1452-1519) ...........................................................43 3.4 Leon Battista Alberti (1485)................................................................44 3.5 Daniel Bernoulli (1738) ......................................................................44 3.6 Battista Venturi (1797) ......................................................................45 3.7 Francis Beaufort (1806) ....................................................................45 3.8 Victor Olgyay (1963) .........................................................................48 3.9 Baruch Givoni (1969) ........................................................................49 3.10 Timothy R. Oke (1999) ......................................................................50 3.11 C. S. B. Grimmond (1999) ................................................................51 3.12 Allan Konya (1980) ...........................................................................52 6 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 3.13 Otros investigadores ..........................................................................52 4 CONCLUCIONES .................................................................................... 54 5 BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................... 56 La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 7 1. INTRODUCCION La relación entre el viento y las ciudades se desarrolla a lo largo de la historia de manera accidentada, discontinua y en varias disciplinas. En sus orígenes, el conocimiento del viento era más de carácter intuitivo y se basaba en la observación de sus manifestaciones visibles, ya sea en la lluvia, los remolinos o los elementos que arrastra. Estas observaciones permitieron, en diversa épocas, generar ciertos criterios para diseñar ciudades con principios eólicos genéricos. Con el paso del tiempo, los avances científicos y las nuevas tecnologías, fue posible ir avanzado en el conocimiento del viento. Así, diversas disciplinas como la geografía, la meteorología, la arquitectura y el urbanismo avanzaron por caminos separados, cada una buscando sus propios objetivos en relación al viento. A medida que nos acercamos al siglo XX empiezan a aparecer ramas de estas mismas disciplinas, como la climatología o la bioclimatología, sumándose también nuevas áreas del conocimiento como la ingeniería aeroespacial, la que se desprende la ingeniería aerodinámica para cuerpos romos no fuselados y cuerpos estáticos como los edificios, los puentes, etc. Todas estas ramas del conocimiento desarrollan caminos paralelos, pero al final del siglo XX y comienzos del XXI se empiezan a mezclar, compartiendo sus propios descubrimientos. Hoy, la necesidad de reunir estos conocimientos se torna fundamental para lograr un avance interdisciplinario que permita comprender la importancia del viento para la planificación urbana en un mundo que necesita cada vez más conciencia ambiental. Durante la segunda mitad del siglo XX, los científicos que investigaban la capa límite —el estrato de aire directamente afectado por la superficie de la tierra— descubrieron variaciones significativas en la temperatura, las precipitaciones, la humedad y el movimiento del aire dentro de los microclimas en zonas edificadas. Debido a estas variaciones, se concentraron en la capa de la atmósfera donde la gente vive y respira, zona que además tiene una inmediata significación bioclimática para la salud humana y el bienestar. Por otro lado, estas alteraciones microclimáticas eran evidentemente antropogénicas, estando directamente relacionadas con diseño de los edificios, los materiales y el diseño del entorno construido. El efecto climático era claramente visible en la escala de la ciudad. De hecho, todas las áreas edificadas aparecen en los mapas meteorológicos de alta resolución como islas de calor y las regiones metropolitanas como archipiélagos térmicos, generando, por sumatoria, el cambio climático antropogénico. Una vez más, la escala y la intensidad del fenómeno fue directamente atribuible a factores relacionados con la planificación. En 1947, Helmut Landsberg ofreció pruebas contundentes sobre los efectos adversos del diseño del entorno urbano. Él comparó desfavorablemente las configuraciones desérticas de los nuevos barrios residenciales norteamericanos con las realidades de la topografía, el viento y la orientación solar en la planificación de Stalingrado, en la ex Unión Soviética, concluyendo lo siguiente: Una de las maneras más seguras de mejorar el desempeño del individuo en edificios y ciudades enteras sería incorporar conocimientos microclimáticos en su diseño (…) Los edificios deben mezclarse armoniosamente con el paisaje visible, pero 8 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 también deben reconocer la importancia de lo invisible en la configuración de su microclima. (Hebbert y MacKillop, 2011, p. 8). Landsberg regresó varias veces a este tema a través de una distinguida carrera en los más altos niveles de la meteorología en los EE.UU. y lo mismo hicieron diversos científicos en este campo. Entre las contribuciones más importantes en el campo de la climatología urbana aplicada al diseño cabe destacar la del húngaro- norteamericanoVictor Olgyay (autor de Design with Climate, de 1963), la del inglés Tony Chandler (autor de Urban Climatology and its Relavance to Urban Design, de 1976) y la de los israelíes Arieh Bitan (autor de Applied Climatology and its Contribution to Planning and Building, de 1984) y Baruch Givoni (autor de Climate Considerations in Building and Urban Design, de 1998) (Hebbert y MacKillop, 2010). La presencia del viento como elemento significativo en el diseño de la forma urbana tiene un origen basado en la observación del fenómeno climático y la manera en que este incide dentro de las ciudades. Por ello, al estudiar el viento debemos insertar los otros factores climáticos que se conjugan: el sol, las temperaturas, la humedad y las precipitaciones. Todas ellas son variables climáticas que funcionar integralmente entre sí, y que varían según factores como región, relieves, altitud, vegetación, etc. El estudio del clima y su relación con la ciudad se ha ido profundizando a lo largo de la historia en la medida en que los investigadores, sean estos urbanistas, geógrafos, meteorólogos, climatólogos o ingenieros, han sabido integrar diversos saberes provenientes de distintas disciplinas. Pese a ello, es posible reconocer de manera aislada cómo los conocimientos sobre el viento a lo largo de la historia van incidiendo significativamente en la comprensión de distintos fenómenos en la ciudad en sus distintas escalas. Las primeras disciplinas que se relacionan son el urbanismo y el diseño de las ciudades con el estudio del fenómeno meteorológico y climático. Los temas de ingeniería, en cambio, solo son incorporados a fines de siglo XX y comienzos del XXI, cuando se desarrolla la ciencia de la aerodinámica civil. La climatología es una rama relativamente nueva, y más aún la micro-meteorología, que incide directamente en la escala humana. Pero los avances históricos de esta disciplina provienen originalmente desde la meteorología, disciplina derivada de la geofísica y que busca comprender el fenómeno de la macro escala a nivel atmosférico. Por ello, la historia de la comprensión del clima y el estudio del fenómeno del viento deviene primero de la meteorología y luego se especializa en la climatología. La historia del diseño urbano y la historia de la climatología son dos campos que se desarrollan de manera paralela y que, pese a compartir muchos antecedentes históricos, fueron solo débilmente conectados en la segunda mitad del siglo XX debido a la importancia que adquirió en el último siglo el cambio climático (Hebbert y Jankovic 2011). En esta primera parte del siglo XXI se sumó a ellas la disciplina de la ingeniería vinculada a la aerodinámica civil. La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 9 1.1. La importancia del viento en las ciudades EL signo de hoy es el aire, donde la arquitectura podrán encontrar la trascendencia que encontró en la luz.1 Manuel Casanueva, 1992 Son numerosos los acuerdos, directrices y legislaciones que se han aprobado para lograr un desarrollo más sostenible del crecimiento urbano en los diversos continentes. En este contexto, el urbanismo bioclimático establece las claves para conseguir que las ordenaciones estén integradas a su entorno y se gestionen eficazmente los recursos que facilitan una mejor calidad de vida a sus usuarios. El sol y el viento constituyen dos de los factores más relevantes en el urbanismo bioclimático, siendo las temáticas solares las más estudiadas en todas sus escalas dado que el viento, por la complejidad de su comportamiento, se vuelve más difícil de medir y estudiar, aumentando los costos de investigación (Higueras García, 2006). Por este motivo, la primera motivación de esta investigación es tratar de aportar al avance del conocimiento del viento y, específicamente, a lo que respecta a su incidencia a nivel del espacio público. Es indudable que en la última década, y gracias a las nuevas tecnologías, se ha avanzado mucho en el conocimiento científico del comportamiento del viento en la microescala de la ciudad. Esto ha impulsado una serie de investigaciones que buscan desarrollar indicadores y guías de diseño urbano que permitan corregir y producir proyectos más sostenibles. Pero los avances científicos sobre el conocimiento del viento se habían intensificado ya en la segunda mitad del siglo XX, cuando el tema comenzó a ser abordado por una gran diversidad de disciplinas con objetivos muy disímiles. Por ejemplo, el interés agropecuario tiene relación con el comportamiento del viento frente a los árboles como medida de protección de los cultivos (Buck, 1970). La aerodinámica civil, por su parte, estudia el proceso de desprendimiento de la capa límite sobre los cuerpos romos para mejorar así los sistemas estructurales de los cuerpos edificados (Meseguer, y otros, 2007). Otras disciplinas, como la geografía y la climatología, estudian el comportamiento del viento a nivel territorial para localizar, por ejemplo, generadores eólicos, o bien estudian la ventilación urbana para mitigar los problemas de polución y contaminación atmosférica (Terán, 1963). Los urbanistas también estudian el viento dentro de los componentes del microclima urbano para mejorar el confort térmico (Higueras García, 2006). A su vez, la situación descrita generó una variedad de métodos de estudio, ya sea a través de sistemas de medición in situ, túneles de viento o sistemas de fluidos computacionales, o a través de cálculos numéricos y estadísticos del comportamiento del viento, entre otros, produciendo también una variedad de metodologías de análisis: mapificaciones, gráficas, diagramas, esquemas espectrales del comportamiento del viento, etc. 1 Casanueva, M, (1991): Tesis del Arquitecto Orfebre. Proyecto Fondecyt, PUCV, Viña del mar, Chile. 10 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 Pero todos estos estudios del viento se traducen en tres disciplinas fundamentales: la meteorología a través de la rama de la climatología urbana, la ingeniería a través de los estudios de aerodinámica y su incidencia en las construcciones civiles y la arquitectura tanto a nivel de proyectos como a través de la dimensión urbanística. En este sentido, los avances de estas disciplinas se han desarrollado de manera separada e inconexa en muchos aspectos dado que cada una de ellas busca objetivos diferentes. Pese a ello, es absolutamente posible compartir los resultados entre las disciplinas, lo que permite comprender mejor la dimensión eólica en la microescala de la ciudad. Este segundo aspecto se vuelve también una de las motivaciones de la investigación: tratar de reunir y exponer los avances de estas disciplinas, muchos de ellos traspasables a la dimensión urbana, optimizando y comprendiendo mejor la incidencia del viento en la ciudad, sobre todo para efectos del diseño de los espacios públicos. Los estudios de la dinámica del viento apuntan a mejorar los aspectos asociados al confort térmico de los espacios públicos exteriores. Asimismo, intentan optimizar los sistemas de ventilación urbana a través del estudio de la morfología urbana, incorporando aspectos de diseño que contribuyan a no obstruir el flujo del viento en la ciudad. Dicha metodología no solo construye una caracterización del comportamiento del viento a nivel urbano, sino también un campo de medición que permite parametrizar los índices apropiados de circulación del aire en los tejidos urbanos. Reflejo de ello es el creciente interés por los estudios urbanos de mapas climáticos (UCMap) (Chao, Ng, & Katzschner, 2011). Actualmente hay más de 15 países que están desarrollando sus propios mapas y pautas climáticas con fin de implementar medidas de mitigación para las prácticas de planificación local. Esto se ha logrado gracias a estrategias de metodologías integradasque incorporan varios métodos comparativos para comprender con mayor precisión el comportamiento del viento. Hoy en día no basta con realizar un trabajo de campo de medición y apoyarse simplemente en sistemas de simulación, ya que se ha detectado que estos tienen varios grados de error (Blocken y Carmeliet, 2004). Es por ello que la integración rigurosa de los métodos de análisis de las morfologías urbanas, las estrategias acotadas de mediciones de campo y la utilización de programas de simulación digital permite, en conjunto, no solo desarrollar diagnósticos más precisos, sino también elaborar pautas de diseño urbano que incorporen los patrones aerodinámicos. En este último punto radica la motivación final para aportar nuevas metodologías y plantear pautas de diseño desde los parámetros eólicos. 1.2. La dificultad de estudiar el viento al interior de la ciudad La necesidad de avanzar en el conocimiento del viento se hace cada vez más fundamental. Hoy, toda la producción de conocimiento acerca del viento se centra básicamente en estrategias de ventilación urbana, esto es, en métodos para mejorar el confort térmico del microclima urbano, permitiendo con ello renovar los aires contaminados dentro de las ciudades. La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 11 Por otro lado, también se han desarrollado investigaciones que tratan la comodidad peatonal a partir del fenómeno mecánico del viento. En muchos casos se trata de estudios en situaciones puntuales, como edificios altos o áreas donde la morfología urbana genera diversos fenómenos concretos como el efecto Venturi, entre otros (Katarzyna y Jablonski, 2004). El viento, en principio, es un factor complejo de estudiar. Ello se debe a diversos factores: El viento es muy cambiante y está sujeto a muchas variables. En su descenso desde la atmósfera hasta el cañón urbano va sufriendo diversas modificaciones, tanto en velocidad como en direccionalidad, intensidad y frecuencia. Por otro lado, en general los estudios sobre el microclima urbano desde parámetros eólicos no tienden a separarlo de otros factores como el sol, la humedad y la temperatura, ya que todas estas variables funcionan de manera conjunta incidiendo en la sensación de confort bioclimático, lo que plantea un desafío importante a la hora de estudiarlo. Asimismo, estudiar el viento implica costos elevados, ya sea en el trabajo de campo y la instalación de estaciones meteorológicas, como en el desarrollo de experimentos en túneles de viento. Por último, también se han cuestionado muchos de los métodos para medir el viento, las interpretaciones de los datos y su representación en simuladores o en modelamiento 3D, específicamente en lo que se refiere a la comprensión del fenómeno simultáneo de un vórtice al interior de un cañón urbano, aspecto muy complejo de desarrollar y generar computacionalmente. (figura1) Todos estos factores han generado una escasa bibliografía sobre estudios específicos del viento desde la disciplina urbanística, no así en lo que respecta a disciplinas como la climatología o la ingeniería y la rama de la aerodinámica civil de cuerpos romos, en las cuales, dado que es un tema en desarrollo, las investigaciones se presentan más en papers y actas de congresos que a través de libros. Se trata de material que, además, está en un alto porcentaje en inglés. 12 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 Figura 1: Fluido sobre una cavidad y la evolución del esqueleto de un vórtice. Estrategias de representación 3D de las curvas en espiral de las trayectorias de partículas fluidas en las regiones vorticales. Los vórtices se originan en el borde de ataque y se mueven a través de la cavidad sobre el borde de salida. El vórtice consiste en partículas en espiral con grandes valores de aceleración. Fuente: Kasten, J., Zoufahl, A., Hege, H., y Hotz, Y. (2012). Análisis de vórtice gráficos de combinación. Magdeburg: Visión, Modelado y Visualización. 2 EL CONOCIMIENTO DEL VIENTO EN LAS CIUDADES Los criterios de incorporación del viento en el diseño de las ciudades se inician a partir de las primeras civilizaciones, cuando se utilizaban parámetros más intuitivos. Con el correr de los siglos, las concepciones de ciudad buscan mejorar la calidad de vida de las personas desde diversos parámetros. El viento, que no quedaría ajeno a esta tendencia, es asociado a principios de ventilación, fenómeno que permite mantener libre de contaminación el aire dentro de las ciudades. Ya a fines del siglo XX, los estudios sobre el viento y las ciudades entran en una dimisión más profunda con el objetivo de comprender los fenómenos microclimáticos que se generan dentro de los cañones urbanos y cómo los diferentes cuerpos edificados aisladamente interfieren con la comodidad de los peatones. Actualmente, el urbanismo bioclimático, uno de cuyos parámetros es el viento, nos plantea de manera definitiva la incorporación de criterios para el diseño de ciudades más sustentables. La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 13 2.1 Las primeras civilizaciones Las consideraciones del viento en el diseño de las ciudades han estado presentes desde las primeras civilizaciones. Algunos ejemplos registrados se refieren a la orientación de las calles para mejorar la penetración de la brisa del verano mientras proporcionan refugio contra los vientos del invierno frío. La presencia del viento era utilizada también para desarrollar emplazamientos estratégicos de borde mar que facilitaran la navegación eficaz de los barcos a vela. Pero estas primeras decisiones intuitivas solo se basaban en la observación general de los efectos del viento (García Chávez, 2005). Por otro lado, según explican Hebbert y Jankovic (2011), existen antecedentes que indican que los antiguos trazados urbanos chinos eran concebidos reconociendo el valor del viento, del agua y del entorno físico, lo cual también continuó en el Feng Shui como método de diseño. El urbanismo tradicional japonés, por su parte, también se basó en la comprensión de las trayectorias de viento, dando lugar al Kaze no mich, que significa “camino del viento”. 2.2 Las Leyes de Indias (1573) El rey Felipe II de España mostró interés en los principios de Vitruvio, como se aprecia en las ordenanzas sobre el trazado de las ciudades en el Nuevo Mundo que emitió desde el palacio de El Escorial en 1573. Allí se planteaba que los sitios de las ciudades en América debían permitir la entrada y salida abierta a los vientos del norte y que era preciso que muchas construcciones y edificios se dispusieran de tal manera que las habitaciones pudiesen disfrutar de los aires del sur y del norte, que se consideraban los mejores vientos. Así mismo, en el medio de cada pueblo debía ser emplazada una plaza rectangular, de la que debían salir cuatro calles principales, una de la mitad de cada lado de la plaza y dos de cada esquina. Además se disponía que las cuatro esquinas de la plaza mirasen a los cuatro vientos principales, porque saliendo de esta manera las calles de la plaza no estarían expuestas a los cuatro vientos principales, lo que se consideraba muy inconveniente (Galantay, 1977). (figura 2) 14 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 Figura 2: Croquis y esquema representativo de los emplazamientos urbanos europeos en America. Croquis (a) ilustra el uso de la cuadrícula considerando el vacío fundacional de la plaza de Armas, la cual tuvo varias variantes según las realidades locales. (b) Planta geométrica esquemática del modo de generar la trama con el vacío de la plaza fundacional. Fuente: Elaboración propia. Por otro lado, se sugiere que las ciudades no sean ubicadas en lugares muy altos porque serían molestadas por los vientos,lo que dificulta el servicio y acarreo. Tampoco se recomiendan lugares muy bajos porque suelen ser “enfermos”. Se sugiere, en cambio, que se elijan lugares medianamente elevados que gocen de los aires libres y, especialmente, los del norte y del mediodía. Finalmente, se especifica también que el hospital para los enfermos con males contagiosos se ponga de modo que ningún viento dañoso, pasando por él, vaya a herir a la población. Edificarlo en un lugar alto se considera lo mejor. 2.3 Higenismo: La edad moderna (1844) En el informe de trabajo titulado “Street Canyons and Canyon Streets: the strangely separate histories of urban climatology and urban design”, los investigadores de la Universidad de Manchester Michael Hebbert y Vladimir Jankovic sostienen que si bien los principios Vitruvianos tendieron a tener menos importancia en el urbanismo europeo que las necesidades militares de resguardo y las fortificaciones, nunca se olvidaron por completo. De acuerdo a dichos autores, durante toda la Edad Moderna la ciencia médica mantuvo su interés “hipocrático” en la salud de las ciudades y su relación con los efectos de la topografía, los suelos, la vegetación y los vientos dominantes. A principios de 1800, este conocimiento científico de los sitios habría resurgido dado que se generó un aumento en la densidad poblacional y se hacía evidente que las estructuras urbanas laberínticas generaban una gran mortalidad al dar pie a tugurios urbanos sin ventilación (Hebbert y Jankovic, 2011). La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 15 Los conceptos de Vitruvio indicaban que la disposición de las calles debía ser controlada en función de los intereses de la salud pública, y en Gran Bretaña sus principios fueron invocados por varios testigos ante una Comisión Parlamentaria que en 1844 debatió sobre la salud de las ciudades (Hebbert, y Jankovic, 2011.). Siguiendo a los mencionados autores, este movimiento sanitario tuvo valiosos resultados, como la generación de “espacios de respiración ", el saneamiento de áreas contaminadas y la creación de "agujeros de aire” sobre alcantarillados y aguas subterráneas. A tal punto llegó la conciencia de la necesidad de ventilar adecuadamente los espacios urbanos que “En una visión para mejorar los jardines de Piccadilly en Manchester publicada en 1836, (…) Sir William Fairbarn colocó una estatua de Higía, la diosa de la salud, en medio de terrazas terminadas en arcos que permitían el paso de aire fresco (Ver figura 3) Esta conciencia del efecto de la ventilación en los sistemas de la calle continuó durante el siglo XIX. Los primeros planificadores de ciudades en Alemania tenían discrepancias sustanciales acerca del correcto diseño de las calles —rectas o curvas, anchas o angostas— pero todos ellos se declaraban vitruvianos” (Hebbert, y Jankovic, 2011, p. 4). Figura 3: Vista en perspectiva de Bridgewater, Piccadilly, Manchester. (1836). Fuente: Hebbert y MacKillop. Urban Climatology Applied to Urban Planning - a knowledge circulation failure? The University of Manchester, 2011. 16 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 2.4 Plan Cerdà (1860) Así, el diseño de las ciudades avanza hacia una modernización que reconoce la importancia de los aspectos de salubridad. El proyecto del segundo distrito de Barcelona es un buen ejemplo. Elaborado por el ingeniero Ildefonso Cerdá y aprobado luego de un polémico concurso público convocado en 1859 para la extensión de la ciudad, no solo dio pie a un proyecto de reforma y extensión para la urbe, sino también a una teoría sobre la construcción de las ciudades, las urbanizaciones y los equipamientos. Cerdá utiliza dos referencias básicas para sacar a luz su proyecto teórico: las condiciones de vivienda del área urbanizada y las condiciones naturales de su entorno inmediato. (…) ambos principios están basados en una descripción de las condicionantes físicas, herencia clara de la tradición hipocrática recuperada en la ilustración por las topografías médicas desarrolladas desde el siglo XVIII pero con gran impulso a partir de los años 10 y 50 del siglo XIX, y busca delimitar de forma concreta los problemas y las soluciones para el diseño de una nueva ciudad (Costa, 1999, p. s. n.). Cuando Ildefonso Cerdá presentó su proyecto de reforma y ensanche para Barcelona, la ciudad estaba básicamente formada por calles estrechas irregulares y flanqueadas de casas demasiado elevadas (Costa, 1999). Con una anchura media de 4,19 metros, una orientación que desfavorecía la circulación de los vientos más saludables, y una altura media de 6,9 metros para los edificios, resultaba un cuadro de salud terriblemente desfavorable. El análisis de estas condiciones, se constituye para Cerdá en la base de su propuesta de reforma y ensanche ideales para Barcelona (Costa, 1999, p. s. n.) (figura 4) [Cerdá] tiene un concepto de ciudad enferma basado en el aire que respira. Este es sucio, denso e impregnado de miasmas tanto para ricos como para pobres; todos comparten el aire podrido de la ciudad. La ciudad está enferma porque es sucia, y la suciedad está en el aire (Costa, 1999, p. s. n.). La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 17 Figura 4: Croquis de viaje de la calle Pi, en Barcelona dentro del Barrio Gótico. Se puede apreciar la condición estrecha de las calles y su estructura laberíntica, permitiendo poca accesibilidad del viento dentro del tejido urbano. En Barcelona, el Garbí, viento del Sur Oeste 225º, es el viento predominante. Fuente: Elaboración propia. Croquis de viaje intervenido. Si bien es cierto que son varios los factores que finalmente dan forma al Eixample, el viento será uno de los relevantes. De hecho, los grandes ejes que articulan el Ensanche de Barcelona están definidos por la circulación de los vientos más saludables y la extracción de las aguas residuales (Costa, 1999). Esto demuestra que hay una relación concreta entre organización espacial y calidad de vida, y que esta está determinada básicamente por la presencia o ausencia de vientos: Sudoeste, ʽsiempre saludableʼ fresco y poco húmedo durante 47 días entre febrero y septiembre, ʽel más ventajoso de todosʼ, Noroeste, seco y sereno durante 13 días, y los de Sureste y Nordeste húmedos pero menos frecuentes entre todos los de su calidad. El trazado protege así la ciudad de los vientos de ponent (ʽen verano causa efectos lamentablesʼ), de llevant (ʽgran humedadʼ) y mitjorn (ʽmuy incómodo por su humedad penetranteʼ). Por lo tanto aquello que determina las direcciones NE- SO y NO-SE de la calles de la nueva ciudad, así como aquellas que se abrirían en el casco antiguo, son la posibilidad de no sólo tener un trazado regular que favorezca el barrido, o limpieza, natural de la ciudad, sino que éste sea realizado por los vientos más sanos. Realmente, según los datos que anteriormente Cerdá incluye en la 18 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 memoria del Antepoyecto, los vientos Sur y Este, aunque más frecuentes (100 y 66 días al año respectivamente) son húmedos con lo que considera preferible los poco húmedos del Sudoeste, secos del Noroeste y los húmedos pero menos frecuentes del Sureste y Nordeste (Costa, 1999 pág. s. n.). (Ver figura 5) El trazado del Eixample de Barcelona se asemeja a una red de corredores de aire, conformadas por la orientación y anchura de las calles; el aire sería el elemento fundamental para la salud de la población, y su renovación sistemática impediría la acumulación del peligro miasmático que podría generar el estancamiento del aire; el casco antiguo de Barcelona sería ventilado por dos aperturas SO-SE, por donde los vientos descargarían el aire viciado de la ciudad hacía el mar y hacia las montañas (Costa,1999). (Ver figura 6) Figura 5: Plano del trazado del Eixample de Barcelona, 1859. El casco antiguo más oscuro en contraposición a la estructura del nuevo trazado. Fuente: Cerdá. Teoría de la Construcción de las Ciudades. Cerdá y Barcelona (vol.1). Ministerio para las Administraciones Públicas/Ajuntament de Barcelona, 1991. Por otro lado, Cerdá no respeta las indicaciones de las Bases del Concurso de Eixample convocado en 1859, que en su punto 16º indica: Para la dirección de las calles deberá atenderse á los vientos reinantes, haciendo con que las barran las que la higiene señala como saludables, ó sean, los del Norte, sin que por eso se perjudique la belleza de aquellas y la comodidad de los habitantes (Costa, 1999, p. s. n.) La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 19 Figura 6:Croquis del Example desde arriba de una azotea. Se aprecia como las calles se convierten en corredores de viento. En Barcelona, el Garbí, viento del Sur Oeste 225º, es el viento predominante. Fuente: Elaboración propia. Croquis de viaje intervenido. 2.5 El plan Castro (1860) El 8 de abril de 1857, la reina Isabel II, mediante un Real Decreto, autoriza al Ministro de Fomento Claudio Moyano a que formule un Proyecto de Ensanche para Madrid. El 18 de mayo de ese mismo año se encarga su realización al ingeniero de caminos y arquitecto Carlos María de Castro. “Castro procede a su redacción siguiendo las instrucciones que contenía el mencionado Decreto, y el 19 de julio de 1860 es aprobado el “Anteproyecto de Ensanche de Madrid” mediante otro Real Decreto (Área de Gobierno de Urbanismo y Vivienda de Madrid, 2010, p. 2). De acuerdo al documento elaborado por el Ayuntamiento de Madrid con motivo de la celebración de los 150 años del Anteproyecto de ensanche, el plan implicaba el derribo de la cerca que Felipe IV había ordenado construir en 1625, Y proponía la expansión en cuadricula por el norte, el este y el sur de la ciudad, en terrenos hoy pertenecientes a los distritos de Moncloa-Aravaca, Chamberí, Chamartín, Salamanca, Retiro y Arganzuela, delimitados por el río y las vías que hoy conocemos como “las rondas” (Área de Gobierno de Urbanismo y Vivienda de Madrid, 2010, p. 2). En la memoria descriptiva se pueden apreciar varias consideraciones de diseño respecto al viento. Existe, en primera instancia, un reconocimiento de las condiciones climáticas del territorio aledaño a Madrid. Se comprende cómo llega el viento a la 20 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 ciudad y a partir de ese análisis se generan principios de diseño urbano respecto al viento. Los datos estadísticos fueron facilitados en gran parte por el Sr. D. Antonio de Aguilar, director del real Observatorio Astronómico de Madrid. Respecto a la importancia del viento y las condiciones atmosféricas del entorno de Madrid en general, el plan señala lo siguiente: Ese fluido, con referencia a la localidad de Madrid, es el primero que necesitamos conocer para determinar la influencia que en sus condiciones de salubridad ejerce, asociándose con otras causas provenientes de su situación geográfica y topográfica, de su altura sobre el nivel del mar y de la distancia a que se haya colocada de las montañas vecinas. Reunamos pues estos datos sin cuyo conocimiento mal pudiéramos llegar a resolver con acierto el complejo problema que se nos presenta. Deduzcamos de ellos los principios que han de guiarnos en el estudio del proyecto de ensanche de Madrid que se nos ha confiado y procuremos por medio de su conocimiento dar a la nueva población condiciones higiénicas y de salubridad que hoy ciertamente no tiene. (Castro, 1860, p. 24). Figura 7: Croquis calle Cava de San Miguel, Madrid. calle lateral a la Plaza Mayor. Los vientos dominantes son los de SW, siguiéndole los del NE con escasa diferencia. Fuente: Elaboración propia. Croquis de viaje intervenido. Entre las consideraciones generales sobre el terreno de los alrededores de Madrid, el plan describe los vientos, señalando que: Cuando a los vientos del S. y S. 0. que son gruesos, húmedos y muy convenientes a la respiración, suceden repentinamente los del N. y N. E. que están muy cargados de oxígeno y son dañosos al pulmón, las enfermedades agudas se La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 21 aumentan considerablemente llevando el luto a las familias y dando a Madrid la apariencia de una población mal sana cuando tantos elementos de salubridad posee. Por fortuna, si bien los cambios de temperatura son bruscos, los vientos del N. y N. E. reinan solo en pocos días del año, de manera que los fríos más intensos son de corta duración y suelen tener lugar por intervalos, alternando con ellos las lluvias y algunas veces las nieves, que dulcifican la rigidez de los hielos que aquellos vientos traen consigo en el invierno y también en la primavera” (Castro, 1860, p. 26). (figura 7) Figura 8: Plan Castro sobre el Proyecto de Ensanche para Madrid. (1860). En rojo podemos ver la propuesta del ensanche en contraposición al casco histórico de Madrid. Fuente: 150 Aniversario del Ensanche de Madrid. Área de gobierno de Urbanismo y Vivienda del Ayuntamiento de Madrid. Más adelante, el plan enfatiza la importancia del conocimiento de los vientos, aventurando una explicación acerca del modo en que se producen: Los fenómenos atmosféricos que más conviene conocer en una localidad en que se trata de asentar una nueva población por la gran influencia que pueden ejercer sobre sus condiciones de salubridad son los meteoros aéreos en lo que relación tiene con la dirección, velocidad y circunstancias de los vientos reinantes o más constantes del país. Sabido es que los vientos son producidos por un rompimiento del equilibrio en cualquiera 22 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 parte de la atmósfera a consecuencia de una diferencia de temperatura entre las comarcas vecinas. (Castro, 1860, p. 40). Como conclusiones del clima de Madrid, Castro señala: Aunque variable y destemplado en todas las estaciones del año, como consecuencia de la inconstancia de los vientos (…) es, sin embrago apacible en los otoños, sereno en gran parte de los inviernos (…) caluroso sin exceso en los veranos (…); por último las primaveras son las estaciones más crudas del año. (Castro, 1860, pp. 53-54). Entre los factores que determinan las condiciones climáticas de la capital, el plan reconoce que: La falta de arbolado en sus cercanías (…) es la causa principal de la inconstancia del clima de Madrid y de la gran sequedad de su atmósfera, razón por la que nos complacería ver aumentarse de día en día las alamedas, los parques, los jardines y bosques en el interior de la población. (Castro, 1860, p. 54). Castro señala que es posible modificar algunas de las circunstancias que determinan las condiciones climáticas de Madrid: Lo cual podría conseguirse en la dirección de las calles, desenfilándolas de los vientos más nocivos o menos a propósito para la salud, proyectando arbolados en estas y en las plazas que mitiguen los ardores del sol en el estío y mantengan en la atmósfera una humedad constante conveniente a la respiración, no dando grande altura a los edificios aun en las más anchas calles para no privarlas de la luz y del aire tan indispensables a la vida. (1860, p. 55). A la luz de los estudios y antecedentes recopilados, Castro desarrolla un plan que define, entre otros aspectos, las calles (su dirección, sus órdenes y anchos, así como sus perfiles longitudinales y transversales) y su pavimento, siempre insistiendo en la relevancia del viento. El señalamiento de los ejes de las calles en un proyecto de edificación y más aún en el de ensanche de una ciudad preexistente, es el más difícil problemaque se presenta al ingeniero encargado de tal proyecto y de cuya buena o mala resolución depende, por decirlo así, las bondades o desventajas de la población que trata de edificarse. Fuerza es tener en cuenta la dirección de los vientos reinantes en la localidad para evitar en lo posible la enfilación de aquellos que puedan ser nocivos a la salud (Castro, 1860 pág. 136). Finalmente, otro aspecto fundamental que Castro relaciona directamente con el viento es el sentido de las plazas, jardines y parques. Entre las razones que esgrime para considerarlas destaca que: Las que tiene relación con la salubridad y la higiene pública son indudablemente de mayor peso para probar la necesidad de las plazas, de los jardines y de los parques. Pueden considerarse estos grades espacios vacíos de edificación, como extensos depósitos de aire que sirven para alimentación y renovación del de las calles que a ellos afluyen por efecto de las corrientes que se establecen a lo largo de estas a causa de su menor anchura comparada con la de aquellos (Castro, 1860, p. 152). Como hemos visto a través de estas extensas citas, Carlos María de Castro asigna un papel muy importante al viento en el proyecto de ensanche de Madrid. (figura 9) La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 23 Figura 9: Croquis de viaje en Madrid de la calle Serrano. Los vientos dominantes son los de SW, siguiéndole los del NE con escasa diferencia. Fuente: elaboración propia. Croquis de viaje intervenido. 2.6 Ciudad jardín (1900) Robert Owen en 1817 y Charles Fourier en 1843, entre otros, intentaron materializar una ciudad integrada a la naturaleza (denominada “ciudad jardín”). Sin embargo, el esquema estaba tan alejado de la realidad que no tuvo éxito esperado (Higueras, 2006). La industrialización y el transporte propiciaron la aparición de aglomeraciones vinculadas a las estaciones de ferrocarril, aunque con frecuencia sin control espacial, social o higienicosanitario, frente a ella la respuesta de la ciudad jardín planteaba estructuras residenciales autónomas, relacionadas con el campo y con el equilibrio entre zonas residenciales, industriales y equipamiento urbano. (Higueras, 2006, p. 40). Los postulados teóricos de la ciudad jardín fueron llevados a la práctica por Raymond Unwin y Barry Parker en Letchworth (1904), quienes buscaron la íntima relación entre lo urbano y lo rural. Si bien es cierto que la relación con el viento no fue declarada explícitamente en los principios de la ciudad jardín, era evidente que la relación entre las vivienda y la altura de la ciudad permitía que esta se ventilara no en un sentido vertical, sino a través de los vientos transversales, rasantes a la ciudad, generando una sensación de apertura a lo rural. El modelo de ciudad jardín en sus múltiples variaciones, dada su baja densidad, permitía un balance entre naturaleza y espacio verde en la ciudad. Los trazados de las calles generalmente seguían las curvas de nivel y, gracias a las distancias entre fachadas, favorecían a un buen asoleamiento y una buena ventilación. Esto era 24 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 potenciado por una estructura de espacios abiertos, tanto al interior de las manzanas (patio) como en su estructura urbana. (figura 10) Figura 10: Croquis de una calle en la comuna de Providencia, Santiago de Chile. Tipología urbana desarrollada bajo el concepto de ciudad jardín. Permitiendo desdibujar los límites de lo público y privado a través de los espacios verdes de los patios frontales de las casas y la vegetación presente en los espacios públicos. Permitiendo generar un filtro difusor de los vientos. Fuente: Elaboración propia. Croquis de viaje intervenido. El urbanista británico Ebenezer Howard intentó materializar estos principios de ciudad jardín (figura 11). La ciudad que proponía Howard hacía que sus habitantes vivieran en una especie de campo-ciudad, con una clara visión sobre las ubicaciones de las fábricas, como puede apreciarse en este párrafo de la novela de William Morris titulada Noticias de ninguna parte: Las fábricas de jabón, con sus altas chimeneas vomitando negro humo, habían desaparecido, los talleres de metalurgia, las fundiciones de plomo, las tenerías, todo había desaparecido, y el viento de Oeste no traía de Thorneycroft ningún ruido de las máquinas y de los martillos de la fábrica de clavos (Morris, s. f.). La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 25 Figura 11: Parte del plano de la ciudad Jardín del urbanista británico Ebenezer Howard. Con una estructura circular con amplios espacios para la ventilación natural. Fuente: Ebenezer Howard- Jardín Ciudades del Mañana (Londres, 1902. Reproducido, editadas con un prefacio de FJ Osborn y un ensayo introductorio por Lewis Mumford (Londres:. Faber and Faber, [1946]): 50-57, 138- 147. 2.7 Le Corbusier y el CIAM (1933) Como observan Hebbert y Jankovic, a partir de 1900, el desarrollo de la bacteriología y la teoría de los gérmenes abren un nuevo debate público sobre la salud en torno a la infección, vinculando los espacios cerrados y pocos ventilados con las condiciones insalubres (s. f.). En este sentido, las “calles corredor” de fachada continua comenzaron a parecer poco higiénicas en comparación con torres y placas de inspiración modernista, que se alineaban libremente en los lotes (Hebbert y Jankovic, 2011). No en vano, la base principal para el influyente existenzminimum del diseño racionalista desarrollado por la Bauhaus era la vivienda individual que se orientaba de acuerdo a la luz solar (Hebbert y Jankovic, 2011). Los arquitectos del movimiento moderno fueron los primeros que mostraron su preocupación por conseguir que las viviendas fueran soleadas, y para eso diseñaron edificaciones bajo criterios helio térmicos. La crítica situación higiénica de las ciudades, altamente densificadas, provocaba importantes epidemias y enfermedades que no conocían fronteras. Frente a esta situación, surgió una reflexión teórica y práctica acerca de la necesidad de que las viviendas dispusieran de buenas condiciones de soleamiento y ventilación, y de este modo mejorar las condiciones higiénicas y sanitarias. (Higueras, 2006, p. 47). 26 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 Figura 12: Croquis de la Rue de Monttessuy de la ciudad de París. Se aprecia el contraste entre las calles estrechas y discontinuas con carencia de ventilación versus el contexto inmediato de la torre Eiffel y la amplitud de su entorno. Fuente: Croquis elaboracion propia y Fotografia de Google Earth en 3D. Siguiendo a Hebbert y Jankovic, el título mismo de la controvertida Ville Radieuse, diseñada por Le Corbusier en 1933, indicaba una ciudad diseñada para capturar la luz solar, aprovechando así el potencial higiénico del sol; y la Carta de Atenas, redactada con motivo del IV Congreso de Arquitectura Moderna (CIAM) celebrado a bordo del Patris II en 1933 en la ruta Marsella-Atenas-Marsella (publicada en 1942 por Le Corbusier y José Luis Sert), puede ser vista como un intento de reconciliar lo que Le Corbusier llamó “las cuatro funciones de la ciudad” (vivienda, trabajo, recreación y tráfico) con “las tres imperiosas necesidades” (suficiente espacio, sol y ventilación) (Hebbert, y Jankovic, 2011). (figura 13) Las hipótesis climatológicas de Corbusier y el CIAM tuvieron sus opositores. Bruno Taut desafió a Le Corbusier en 1937, criticando la producción de esquemas idénticos para todas las latitudes, con independencia de la temperatura y la humedad. Gaston Bardet mostró cómo las sombras proyectadas por las torres de la Ville Radieuse crearían una villa sombría y con un clima cavernoso. (Hebbert y Jankovic, 2011, p. 5). La Carta de Atenas mencionados veces la importancia del viento para el diseño de las nuevas ciudades. En la segunda parte del documento, que analiza el estado actual de las ciudades, señala lo siguiente: Las construcciones aireadas (viviendas acomodadas) ocupan las zonas favorecidas, al abrigo de vientos hostiles, con vistas seguras y graciosos desahogos sobre perspectivas paisajistas: lago, mar, montes, La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 27 etc., y con abundante exposición al sol. (Le Corbusier y Sert, 1942, apartado 14).Y también en la segunda parte, esta vez en el ítem de exigencias, la carta señala que En lo sucesivo, los barrios de viviendas deben ocupar Ios mejores emplazamientos en el espacio urbano, aprovechando la topografía, teniendo en cuenta el clima y disponiendo de la insolación más favorable y de los espacios verdes oportunos. (…) Hay que buscar simultáneamente las mejores vistas, el aire más salubre teniendo en cuenta los vientos y las brumas, las vertientes mejor orientadas. (Le Corbusier y Sert, 1942, apartado 23). En ambos casos, el viento es considerado un elemento de oxigenación de la ciudad y de protección. Cabe hacer notar que no hay vínculos con estrategias de modelamiento del espacio urbano a partir del viento. Figura 13: Ville Radieuse Le Corbusier 1933. Amplios espacios de asoleamiento y ventilación. Fuente: Merin, Gili. "Clásicos de Arquitectura: Ville Radieuse / Le Corbusier" [AD Classics: Ville Radieuse / Le Corbusier] 2.8 Climatología urbana (1930) A mediados del siglo XX, la búsqueda de ciudades mejores y más confortables era una preocupación teórica, existiendo el interés concreto de encontrar maneras a través de las cuales el diseño pudiese repercutir en una mejor calidad ambiental y un mayor confort, articulando la habitabilidad con diversos aspectos ecológicos. La conciencia de la climatología urbana se registró por primera vez a mediados del siglo 18, cuando los exploradores informaron que fueron testigos de las diferencias de temperatura del aire entre la ciudad y el campo (…) (Emmanuel, 2005). Más adelante en el siglo 19 y a comienzos del siglo 20, los estudios sobre las modificaciones climáticas urbanas inadvertidas y refrigeración radiativa, así como el desarrollo de instrumentos para la investigación del clima se llevaron a cabo (Landsberg, 1981) (Kim, 2014, p. 11). 28 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 En cuestión de treinta años aparecen la primera síntesis sobre el clima urbano de Kratzer, que data de 1937, y el completo estudio de Chandler, de 1965. Junto con ello, investigadores como Kopper (en 1936) y Beoford (en 1950) desarrollan los primeros estudios de climatología urbana. En 1950, por su parte, se incorpora el cálculo computacional en las predicciones atmosféricas. J. E. Aronin publica en 1953 su libro Clima y arquitectura, en el que aparece un gráfico sobre los índices de rugosidad urbana en tres niveles. Este esquema será el que se utilice hasta hoy para referirse a la incidencia de la rugosidad urbana de alta densidad, así como a la zona rural y a la extensión de mar como área de baja rugosidad. El esquema busca explicar lo que tarda el viento en recuperar los 100 kilómetros por hora según la altura. (figura 14) Figura 14: Gráfico de J.E. Aroin sobre los índices de rugosidad urbana. Fuente: Elaboracion propia. Además, sugiere la disposición de áreas verdes a barlovento para reducir la fuerza de los vientos, la ubicación estratégica de los parques y jardines para conseguir ventilación, aireamiento y calentamiento en general. En su libro Aronin recomienda, además, que las grandes vías se orienten perpendicularmente al viento reinante y los caminos menores paralelos a este. Por otra parte, los avances en la climatología científica impulsada por las necesidades de la aviación estaban descubriendo la complejidad del microclima asociado a capas de inversión, convección y movimiento turbulento. Todo esto tuvo una gran influencia en el diseño del entorno construido. A mediados del siglo XX, escribiendo sobre el clima en relación con la planificación, Eva Taylor observó que la microclimatología científica, entonces en su infancia, sería importante para la práctica del urbanismo: ʽLos planificadores deben conocer los resultados de estas nuevas investigacionesʼ, argumentó ella. (Hebbert, y Jankovic, 2011, p. 5). La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 29 2.9 Los teóricos de las ciudades (1960) Para Hyungkoo Kim, los arquitectos y urbanistas de la segunda mitad del siglo XX inician una reflexión teórica sobre la habitabilidad de las ciudades influenciados por los trabajos seminales de Kevin Lynch (1962, 1981) y Jane Jacobs (1961), interesados en la manera en que la ciudad funciona para sus habitantes, así como en hacerla más confortable y agradable (Southworth, 2003)” (Kim, 2014, p. 11). El diseño de los espacios públicos debía proporcionar comodidad y seguridad al usuario. Siguiendo a Kim, para los investigadores estas condiciones estaban asociadas con valores adicionales en los que ellos hacían énfasis, como la calidad peatonal y la vitalidad (Jacobs y Appleyard, 1987; Lynch, 1981; Southworth, 2003) (Kim, 2014, p. 11). Con respecto al microclima como el sol, el viento y el ruido, destacan su importancia en la promoción de la calidad de los espacios urbanos al aire libre, ya que afectan a la comodidad y al comportamiento de las personas que caminan, están de pie o permanecen sentadas (Lynch, 1962; Marcus y Francis, 1998; Whyte, 1980, 1988) (Kim, 2014, p. 11). La habitabilidad que buscaban los teóricos mencionados por Kim, radicaba en proporcionar a los peatones niveles adecuados de confort al aire libre, por ello estudiaron varias dimensiones de forma urbana, incluyendo tamaños de bloques, tamaños de espacios abiertos, así como los anchos de las calles y los lineamientos, la masa de las construcciones y su espaciamiento y la altura de los edificios, que debían estar consideradas en el diseño urbano (Bosselmann, 1998, 2008; Gehl y Gemzøe, 2004; Gehl, 1987, 2010). (Kim, 2014, p. 11). Por otro lado, también hicieron contribuciones a la climatología urbana los teóricos de la ecología, quienes, Iniciados por Ian McHarg (1962), tratan de integrar el medio ambiente natural con el diseño urbano y promover el espacio urbano ecológicamente sustentable (Van der Ryn y Calthorpe, 1.986; Van der Ryn & Cowan, 1996). Se acercan al microclima como un elemento crucial que debe ser considerado en el diseño del entorno construido y se centran en el efecto de diversas formas urbanas en el movimiento del aire, la cantidad de luz solar que recibe la ciudad, la vegetación y la isla de calor urbano. También sugieren formas alternativas de diseño ecológico que mitiguen situaciones microclimáticas desfavorables y argumentan que la orientación de los edificios, las calles y los parques se puede utilizar para canalizar las brisas deseadas y bloquear los vientos no deseados, así como para capturar el calor o reducir su absorción (Hough, 1984, 2004; Spirn, 1984). (Kim, 2014, p. 11). (figura 15) 30 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 Figura 15: Esquema de corte de un Parque y su capacidad de filtrar el viento. Fuente: Elaboración propia. 2.10 Modelos de confort (1963) Con el propósito de generar nuevos cambios en el confort térmico de las ciudades que fueran más allá de un tema fenomenológico del espacio urbano se comienza a configurar un grupo de investigadores que buscan definir un modelo científico de confort térmico que incorporara criterios energéticos que permitieran al cuerpo humano estar climáticamente equilibrado en la ciudad. Uno de los pioneros fue Victor Olgyay, quien desarrolló en 1963 el GráficoBioclimático (ver figura 16) que delinea un rango de confort determinado por la humedad relativa, la temperatura, la radiación y la velocidad del viento. Olgyay fue seguido por Givoni, quien sugirió en 1976 el Gráfico Bioclimático Edilicio, el que junto con definir un rango de confort tiene en cuenta la refrigeración pasiva por ventilación, la masa térmica, la refrigeración por evaporación y la energía solar pasiva. Ambos generan la base de una serie de investigaciones sobre el confort térmico y a través de sus diagramas permiten avances en la evaluación de las condiciones apropiadas de las envolventes térmicas que rodean al espacio, tanto privado como público. Con respecto al confort térmico al aire libre, el Índice de Viento Helado, que refleja la disminución en la percepción de la temperatura del aire debido al viento, se ha desarrollado desde la década de los cuarenta (American Society of Civil Engineers Task Committee on Outdoor Human Comfort, 2004). Más recientemente, Hoppe y Mayer (1987) y Mayer y Hoppe (1987) desarrollaron el Physiological Equivalent Temperature (PET), que se define como la temperatura del aire de un entorno imaginario (presión de vapor de agua = 12 hPa —o la humedad relativa = 50%), la La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 31 velocidad del aire = 0,1 m / s; y la temperatura del aire iguala a la temperatura radiante), en la que la pérdida total de calor de la piel de una persona imaginaria (metabolismo de trabajo 80 W de actividad ligera, más el metabolismo de base y 0,9 clo) es igual a la de aquellos que están afuera. Utilizando un modelo de balance de calor para calcular el índice, PET permite a una persona comparar los efectos integrales de condiciones térmicas complejas exteriores e interiores (Hoppe, 1999). (Kim, 2014, p. 15). Figura 16: Carta bioclimática de Olgyay. Fuente: Victor Olgyay. Arquitectura y clima: manual de diseño bioclimático para arquitectos y urbanistas. Gustavo Gili, 2004. Ya a fines del siglo XX, la climatología urbana y el diseño urbano han ido comprendiendo cómo la construcción y el ambiente urbano afectan al clima, buscando con ello crear un ambiente “confortable” (Tornero, et al., 2006). El enfoque habitual del diseño urbano es el bioclimático, con una aproximación empírica, mientras que la climatología urbana se ha centrado en la modelización de los procesos físicos para determinar el ʽefecto urbanoʼ, casi siempre sin propuestas de diseño (Eliasson, 2000; Mills, 2006). El punto de unión entre ambas disciplinas, el ʽdiseño urbano bioclimático. (Tornero, y otros, 2006, pp. 161-162). Otra línea de investigación que comenzó a desarrollar la ingeniería aerodinámica civil, y que lleva más de 30 años de investigación, indaga el patrón de flujo del viento alrededor de los edificios. Se trata de un tema complejo de estudiar por la multiplicidad de variables que se debe considerar. Un estudio integral centrado en las características del flujo del viento alrededor de los edificios a nivel peatonal lo 32 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 realizaron Blocken y Carmeliet en 2004 (Tsang, y otros, 2009). Como ya hemos explicado, desde mediados del siglo XX se ha estudiado significativamente el confort humano y su relación con el espacio abierto. “Desde los años sesenta, el confort humano al aire libre ha recibido una significativa atención. Estudios de viento a nivel peatonal en el entorno de edificios idealizados se llevaron a cabo con el objetivo principal de identificar las condiciones molestas causadas por los fuertes vientos cerca de los edificios (Wiren 1975, Stathopoulos and Storms 1986, Uematsu 1992, Jamieson et al. 1992, Stathopoulos and Wu 1995, To and Lam 1995, Blocken et al. 2007, 2008). En esos estudios fueron investigados los efectos de las características de edificios, tales como las dimensiones, forma, separación entre edificios, orientaciones de grupos de edificios y el cañón de la calle, de los que se han desarrollado sistemas expertos basados en el conocimiento (Stathopoulos et al. 1992, Visser et al. 2000)” (Tsang, y otros, 2009, p. 2). Los efectos que se generan por el paso del viento entre las construcciones dependen de la dimensión de los edificios, su altura, su separación y sus orientaciones, así como de la forma del cañón urbano. La disposición arbitraria de edificios genera zonas de intensidad y distintos tipos de vórtices, afectando no solo a peatones y a su confort térmico, sino también a configuraciones de árboles e incluso al tráfico (Klemm y Jablonski, 2004). Los efectos del viento en la gente pueden ser la causa de condiciones incómodas o incluso peligrosas. Vientos firmes pueden interferir con las actividades de las personas, afectando su equilibrio, exigiendo un aumento de la energía requerida para caminar y afectando el rendimiento. (…) Las condiciones del viento cerca de las esquinas de los edificios pueden ser peligrosas debido a cambios muy bruscos en la velocidad y dirección del viento. Un aumento repentino de la velocidad del viento de 15 m/s o más puede ser suficiente para desequilibrar a la gente. (figura 17) Los edificios altos están particularmente sometidos al efecto del viento. Por lo tanto, la información sobre los patrones de flujo del viento alrededor de los edificios puede ser muy útil para arquitectos y urbanistas. Arquitectos contemporáneos, diseñadores e ingenieros deben prestar más atención a la creación de edificios más cómodos (…). Los diseñadores urbanos y los planificadores requieren datos detallados del flujo del viento alrededor de los edificios, en las calles y en las plazas para garantizar la comodidad de los peatones y la ventilación adecuada de las urbanizaciones y de toda la ciudad. Aplicar la simulación numérica permite predecir y evaluar las condiciones del viento en el medio ambiente urbano (Klemm, y Jablonski, 2004, p.1). (figuras 18 y 19) Estas investigaciones dirigidas por ingenieros están aún en desarrollo, existiendo muchos vacíos en la literatura científica, lo que impide avanzar en estos temas. Pese a ello, ya se consideran varias investigaciones como hechos científicos demostrables. La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 33 Figura 17: Imagenes del fenómeno del viento en edificios altos y su impacto a nivel peatonal. Fuente: Outdoor Human Comfort and Its Assessment Task Committee on Outdoor Human Comfort – ASCE. 2004 – p. 2. 2.11 La micro escala urbana Los avances sobre los estudios del microclima urbano desarrollado en el cañón urbano van teniendo un desarrollo paralelo a las investigaciones sobre la isla de calor, dos escalas antagónicas. En el caso de los efectos microclimáticos de los cañones urbanos se estudia el almacenaje de calor (Asaeda et al., 1996), las velocidades del viento (Paul y Sieh, 1986), la relación entre la cinemática de los flujos y la dispersión (Hoydysh y Dabbert, 1988), su aplicación a la dispersión de contaminantes (Yamartino y Wiegand, 1986; Ng, 2006), la estabilidad atmosférica (Nakamura y Oke, 1989) y, por supuesto, los balances de energía” (Tornero et al., 2006, p. 165). Se trata aun de investigaciones básicas acerca de la forma en que la ciudad modifica los parámetros meteorológicos. Pero también se ha ido pasando a temas más específicos como “los efectos de vórtice inducidos por la orientación de las calles respecto al viento (Santamouris et al., 1999)” y como estos se aplican a la dispersión de los contaminantes (Tornero et al., 2006, p. 165). (figuras 19 y 20) En general, las investigaciones sobre el microclima urbano y su relación con el confort térmico, en las cuales el viento es un elemento importante en espacios abiertos, son mucho más complejas que las de espacios cerrados. Pese a ello son numerosas las investigaciones que se han generado desdecomienzo de siglo XXI, en las que se constata que “los límites térmicos del confort son mayores en espacios abiertos que en cerrados (Höppe, 2002; Spagnolo y Dear, 2003a, etc.). Las adaptaciones espontáneas en el grado de vestimenta, actividad, exposición, etc., son una de las causas, aunque no la única, de esta disfunción” (Tornero et al., 2006, p. 166). 34 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 Figura 18: Efecto del flujo del viento en cuerpos cúbicos aislados de diversos anchos y alturas. Dos elementos cúbicos de distintas alturas (a-b, c-d) y la representación de los flujos de viento a barlovento y sotavento. Y un tercer elemento tipo bloque horizontal ( e ). La diferencia radica en los vórtices de los flujos al pasar por los bordes de los cuerpos y la aceleración descendiente a sotavento en los cuerpos verticales. Fuente: Elaboración propia. La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 35 Figura 19: Ejemplos del comportamiento del viento dentro el cañón urbano. Representaciones de los flujos de viento dentro del cañón urbano dependiendo del ángulo de ataque (dirección del viento) y su modo de activar la cavidad del cañón urbano. Fuente: Elaboración Propia 36 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 Figura 20: Visión en corte según distancia de edificaciones del comportamiento del viento en la micro escala urbana. Fuente: Elaboración propia. Como señalan Tornero, Cueva Pérez y Gómez, habitualmente estas investigaciones utilizan dos tipos de evaluaciones in situ, las mediciones de los parámetros atmosféricos y la aplicación de cuestionarios simultáneos. La percepción y, consecuentemente, el uso de los espacios abiertos está muy influenciado por las condiciones microclimáticas (temperatura del aire, humedad, velocidad del viento, flujos de radiación), así como por parámetros personales (…). En su estudio de la percepción del confort en un espacio abierto de Lisboa, [Oliveira y Andrade] encuentran que las personas se sienten confortables a temperaturas mucho más altas que las consideradas normales en los modelos de confort. También observan que la temperatura del aire es muy difícil de percibir, en parte porque es modificada por el efecto del viento. También se presentan dudas en la percepción de la humedad relativa y la radiación solar, mientras que el viento es la variable más intensamente percibida (Oliveira y Andrade, 2007) (Tornero, et al., 2006, p. 167). Tornero, Cueva Pérez y Gómez, citan un estudio de Eliasson et al. sobre la relación entre el clima y el comportamiento en el espacio público abierto (desarrollado en 2007 en una ciudad nórdica, Gotemburgo, Suecia), cuyos autores “confirman la hipótesis de que el tiempo atmosférico y el microclima tienen una significativa La Historia del viento en las ciudades – Carlos Bustamante Oleart 37 influencia en dos de los tres componentes de un lugar, el funcional y el psicológico” (Tornero et al., 2006, p. 167). En el campo del componente funcional encuentran una clara relación entre las temperaturas y la afluencia de visitantes a los lugares públicos, así como con cielos claros y vientos débiles, al igual que otros autores en estudios en Escandinavia. No obstante pueden encontrarse grandes diferencias entre diversas ciudades europeas, tal como muestra el proyecto RUROS (Nikolopoulou y Lykoudis, 2006) (Tornero et al., 2006, p. 167). Siguiendo a Tornero et al., dentro de estos estudios (específicamente uno desarrollado por Walton et al. en 2007) se determinó que el factor que mejor predice la adaptabilidad son las ráfagas máximas de viento y que el menos importante serían los factores de temperatura (Tornero et al., 2006, p. 167). 2.12 Estudio de las ciudades frías La climatología, y en especial el clima urbano, buscan comprender el comportamiento climático al interior del cañón urbano. Por otro lado, la bioclimatología estudia la medida y el balance energético apropiado para que los seres vivos, en este caso “el ciudadano”, sientan confort en el espacio público. Finalmente, el diseño urbano, a través de soluciones arquitectónicas o urbanísticas en las cuales el viento es una variable fundamental, es el encargado de este balance energético. En este sentido, dentro de la amplia gama de ciudades y climas encontramos tres tipos de ciudades básicas: las frías, las cálidas y las húmedas. Dado que la mayoría de las ciudades se encuentra entre las cálidas-secas y las cálidas-húmedas, las ciudades frías han sido las menos estudiadas. Las ciudades frías y mixtas frías son aquellas en las que el mayor grado de disconfort procede del frío del largo periodo invernal. Hay pocas ciudades siempre frías (por ejemplo, en condiciones de tundra) y en consecuencia apenas se han realizado estudios sobre ellas. En todo caso, en este tipo de ciudades, el diseño urbano está basado en mucha mayor medida en soluciones de tipo arquitectónico que de planificación urbana. La mayor parte de estas ciudades suele tener un periodo estival más o menos corto, en el que pueden llegar a alcanzarse, incluso, condiciones de fuerte disconfort por calor. Es el caso de Erzurum (Turquía), en donde Toy et al. (2007) estudian la frecuencia de situaciones entre la categoría hiperglacial del índice THI (-40ºC) y la tórrida (más de 30ºC). Pero en todas ellas, el periodo estival es un paréntesis, básicamente confortable, entre unas condiciones frías, muy frías o glaciales, y el diseño urbano se centra en corregir este tipo de disconfort sin aumentar en demasía el de signo contrario. (Tornero et al., 2006, p. 164). 38 Cuaderno de Investigación Urbanística nº 132– septiembre-octubre del 2020 Figura 21: Punta Arenas, Chile. La ciudad más austral del mundo. En el dibujo global los vientos dominantes del este son producto de la situación geografía de Punta Arenas ya que, al encontrarse en el meridiano 53°, está en el límite de los vientos polares y próximos al eje de rotación de la tierra, el cual genera, a su vez, el inicio del ciclo de los vientos. En la fotografía de la derecha se aprecia unos ciudadanos de Punta Arenas luchando contra el viento que baja por la presencia de unos de los edificios altos de la ciudad. Fuente: Dibujo elaboración de Hernán Pitto. Fotografía Agencia Uno, 2014. 3 EL CONOCIMIENTO DEL VIENTO DESDE LOS PERSONAJES E INVESTIGADORES Los distintos ideales de ciudad que se desarrollaron a lo largo de la historia buscaron mejorar cada vez más la calidad de vida de sus habitantes. En esta búsqueda el factor viento se constituye en una variable significativa de diseño, lo que se extiende hasta hoy. En el siglo XXI, las herramientas tecnológicas y científicas han permitido desarrollar criterios más específicos de diseño, lejos de la percepción e intuición con que inicialmente se planificaron las ciudades. Pero todos estos avances no hubieran sido posibles sin los distintos aportes y descubrimientos respecto al viento que dejaron a lo largo de la historia distintos personajes e investigadores, desde Aristóteles, quien reconocía las bondades de incorporar el viento entre los criterios de emplazamiento de una ciudad, hasta los actuales investigadores, que desarrollan conocimientos en distintas disciplinas cuyo interés es comprender de mejor manera el viento y su comportamiento dentro de las ciudades. 3.1 Aristóteles (370 a. C.) En la antigüedad fue Hipócrates, médico griego (460-370 a. C.), quien, en sus “Aforismos”, señaló de manera más precisa la influencia del clima y el medio sobre el bienestar y la salud de los hombres. En su obra De los aires, de las aguas y de los lugares, declara que estos tres son los factores fundamentales para explicar la salud de los habitantes
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